OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso ha l'obiettivo di fornire una solida conoscenza dei processi fluido-meccanici che possono essere sfruttati per la produzione di energia rinnovabile. Verranno affrontate in particolare la valutazione e la conversione dell'energia potenziale disponible nei corsi d'acqua, negli oceani e in atmosfera.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi, seminari, attività di laboratorio, visite di istruzione), lo studio individuale e la discussione in gruppo permetteranno allo studente di:

• Orientarsi nell’attuale panorama dei possibili processi di produzione di energia da fonti rinnovabili;
• Conoscere le principali tipologie di turbine eoliche in relazione alla ventosità del sito, valutando l’aspetto tecnologico, strutturale e di produzione energetica, nonché analizzare l’efficienza dell’installazione attraverso la definizione della curva di potenza e della produzione complessiva;
• Conoscere le modalità di produzione di energia da acque superficiali, le principali componenti degli impianti idroelettrici, il potenziale di sfruttamento residuo, le opportunità degli impianti di piccola taglia (mini-idroelettrico). Sviluppare la capacità di analizzare le potenzialità di un impianto in base alle caratteristiche idrologiche e idrauliche di un sito (curva di durata delle portate, salto, ecc.) ai fini della progettazione.
• Conoscere le fonti di energie rinnovabili legate agli ambienti marini quali le correnti, le onde, i gradienti di temperatura. Sviluppare le conoscenze per realizzare le valutazioni di disponibilità e sfruttabilità delle risorse e per la progettazione preliminare di impianti offshore di sfruttamento singoli o combinati.
• Applicare le competenze acquisite a specifici contesti propri dell’ingegneria ambientale, discutendo vantaggi e svantaggi delle soluzioni applicabili.
• Raccogliere e analizzare i dati necessari alla progettazione e gestione delle fonti di renergia rinnovabile (ad esempio dati derivanti da misure pluviometriche, ondametriche e anemometriche).
• Acquisire e comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti, con riferimento a tematiche ambientali e socio-economiche connesse alle tematiche affrontate e di particolare impatto sul territorio.
• Sviluppare un atteggiamento collaborativo nei confronti del lavoro di gruppo e acquisito consapevolezza rispetto alle proprie strategie di apprendimento.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso si articola in una serie di lezioni svolte tramite didattica frontale in aula e attività di gruppo comprendenti alcune esercitazioni pratiche sul dimensionamento di semplici esempi progettuali. Nel corso delle lezioni frontali, agli studenti verranno illustrate in aula le nozioni principali relative agli impianti di produzione di energia rinnovabile basati su fonti idriche ed eoliche e verranno fornite dispense dettagliate su ciascun aspetto.

In parte del corso gli studenti verranno divisi in gruppi e a ciascun gruppo verrà assegnato il progetto di massima di un piccolo impianto idroelettrico. Ciascuno studente avrà tempo di riflettere in autonomia sul compito assegnato e potrà confrontarsi con gli altri membri del gruppo. Al termine dell’esercizio di progettazione un rappresentante di ciascun gruppo illustrerà all’intera classe il lavoro svolto e il risultato conseguito.   

La multidisciplinarità propria del modulo di insegnamento e il confrontarsi con diversi docenti favoriscono un apprendimento dinamico che promuove anche l’acquisizione di competenze trasversali in termini di abilità comunicativa, gestione e integrazione delle competenze.

Gli studenti che abbiano in corso di validità certificazione di disabilità fisica o di apprendimento in archivio presso l'Università e che desiderino discutere eventuali sistemazioni o altre circostanze relative a lezioni, corsi ed esami, dovranno parlare sia con il docente che con il Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), referente per la disabilità della Scuola Politecnica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione dei seguenti argomenti da parte di docenti esperti del settore:   

1.Introduzione
Struttura didattica del corso, modalità di esame, contestualizzazione dei contenuti, panoramica sulla problematica ambientale.

2. Risorsa eolica
Modelli numerici meteorologici, introduzione a tecniche AI per l'ottimizzazione della previsione della risorsa eolica.

3. Turbine eoliche
Tipologie di turbine, tecnologia, produzione ottima, stima della ventosità al sito e della produzione di energia. 

5. Idroelettrico
Tipologie di impianti, valutazioni idrologiche e idrauliche, stima del potenziale e progettazione preliminare.

6. Risorse in ambito marino
Valutazione e sfruttabilità della risorsa. Progettazione preliminare di impianti offshore singoli o combinati.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in Aulaweb dell’insegnamento. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in Aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma i libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento:

- Magela Pereira, G. (2021). Design of Hydroelectric Power Plants – Step by Step (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003161325

- “Guidelines for Design of Wind Turbines”. Det Norske Veritas, Copenhagen and Wind Energy Department, Risø National Laboratory, 2002.

- “Le energie rinnovabili”, Andrea Bartolazzi. Hoepli, Milano, 2010.

- “Fundamentals of Ocean Renewable Energy”, Simon Neill & Reza Hashemi, Elsevier, pp. 336-

- “Offshore Energy and Marine Spatial Planning”, Katherine L. Yates & Corey J. A. Bradshaw, CRC Press, pp. 300

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/10720/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La prova finale del modulo consiste in una prova scritta con domande aperte o problemi (uno per tematica).

Sono disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre) e 2 appelli per la sessione ‘invernale’ (gennaio e febbraio). Non sono concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati dalla Scuola Politecnica, fatta eccezione per studenti che non abbiano inserito nel piano di studi attività formative nell’anno accademico in corso.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame si prefigge di accertare la capacità di analisi, le specifiche competenze acquisite e l’attitudine ad utilizzarle per orientarsi in casi applicativi concreti.

Calendario appelli